Tranzistorlar, ularning tuzilishi, ishlash prinsipi va qo’llanilish sohalari

Tranzistorlar, ularning tuzilishi, ishlash prinsipi va qo’llanilish sohalari.

Reja:
1. Tranzistorlar haqida umumiy ma’lumot.

2. Tranzistorlarning statik tavsifi.
3. Tranzistorlarni qo’llanilish sohalari
1. Tranzistorlar haqida umumiy ma’lumot. Tranzistorning yaratilishi XX asrning eng muhim voqealaridan biri boʻlib, 1833-yilda ingliz olimi Maykl Faradey yarimoʻtkazgich material — kumush sulfidi bilan oʻtkazgan tajribadan boshlangan yarimoʻtkazgichlar elektronikasi sohasining keskin rivojlanishiga sabab boʻldi.
1874-yil nemis fizigi Karl Ferdinand Braun metall-yarimoʻtkazgich kontaktida bir tomonlama oʻtkazuvchanlik hodisasini aniqladi.
1906-yili injener Grinlif Vitter Pikkard nuqtaviy yarimoʻtkazgichli diod-detektorni ixtiro qildi.
1910-yilda ingliz fizigi Uilyam Ikklz baʼzi bir yarimoʻtkazgichlar elektr tebranishlarini hosil qilishi mumkinligini aniqladi. 1922-yilda esa Oleg Losev, maʼlum kuchlanishlarda manfiy differensial qarshilikka ega boʻlgan diodlarni yaratdi. Ushbu diodlar, keyinchalik, detektorli va geterodinli radiopriyomniklarda qoʻllanildi.
Bu davrning oʻziga xos tomonlaridan biri shunda ediki, u vaqtda yarimoʻtkazgichlar fizikasi hali yetarlicha keng oʻrganilmagan edi. Barcha yutuqlar, asosan, tajribalar tufayli qoʻlga kiritilgandi. Olimlar, kristall ichida qanday fizik hodisalar roʻy berayotganini tushuntirib berishga qiynalishgan. Baʼzida notoʻgʻri xulosalarga ham kelishgan.
Shu bilan birga, 1920-1930-yillarda chet davlatlarda radiotexnika sohasiga elektron lampalar kirib keldi. Bu soha yarimoʻtkazgichlar fizikasiga qaraganda kengroq oʻrganilgan boʻlgani uchun koʻp mutaxassis-radiotexniklar aynan shu sohada ishlagan.. Yarimoʻtkazgichli diodlarga esa moʻrt va „injiq“ qurilmalar sifatida baho berilgan. Oʻsha vaqtlarda yarimoʻtkazgichlarning katta imkoniyatlarini hech kim payqamagan.
Bipolyar va maydoniy tranzistorlar turlicha yoʻllar bilan kashf qilingan.
Maydoniy tranzistor yoki unipolyar tranzistorlarning yaratilishi avstriya-vengriyalik fizik Yuliy Edgar Lilienfild nomi bilan bogʻliq. U tokni boshqarishning yangi yoʻlini taklif qilgan. U taklif qilgan usulga koʻra, tok uzatish yoʻli boʻylab unga koʻndalang elektr maydon qoʻyiladi. Bu elektr maydon zaryad tashuvchilarga taʼsir qilib, oʻtkazuvchanlikning yoʻnalishini oʻzgartiradi. Ushbu kashfiyot uchun Kanada (1925-yil 22-oktabrda) va Germaniyada (1928-yilda) patent olgan.

1934-yilda nemis fizigi Oskar Xayl ham Buyuk Britaniyada ixtiro qilgan „kontaktsiz rele“si uchun patent olgan. Maydoniy tranzistorlar sodda elektrostatik effektga asoslangan va unda kechadigan jarayonlar bipolyar tranzistorlarga qaraganda oddiy boʻlishiga qaramasdan toʻliq ish holatidagi maydoniy tranzistorlarni yasash uchun juda koʻp vaqt ketdi.

1920-yilda patentlangan va hozirda kompyuter sanoatining asosini tashkil etadigan birinchi MDS maydoniy tranzistor birinchi boʻlib 1960-yilda amerikalik olimlar Kang va Atallaning ishidan soʻng yaratilgan boʻlib, ular kremniy sirtini oksidlash orqali uning sirtida dielektrikining kremniy dioksidining juda yupqa qatlamini hosil qilishni taklif qildilar. Bu qatlam oʻtkazgich kanalidan metall zatvorni izolyatsiya qilish vazifasini bajarardi. Bunday bunday tuzilishga MOS strukturasi deyiladi (Metall-oksid-yarim oʻtkazgich, inglizcha metall-oxide-semiconductor).
XX asrning 90-yillaridan boshlab esa MOS-struktura bipolyar tranzistorlardan yetakchilikni tortib oldi.
Unipolyar tranzistordan farqli oʻlaroq, birinchi bipolyar tranzistor eksperimental tarzda yaratilgan va uning ishlash prinsipi keyinroq tushuntirilgan.
1029-1933-yillarda Leningrad fizika-texnika institutida Oleg Losev A.F.Ioffe rahbarligi ostida yarimoʻtkazgich qurilmalar ustida bir qator tajribalar oʻtkazdi. Uning konstruktiv jihatdan nuqtaviy tranzistorning nusxasi boʻlgan karborund kristalli (SiC) ustida oʻtkazgan tajribasi natijasida kerakli kuchaytirish koeffitsiyentini hosil qilolmadi. Shundan soʻng yarimoʻtkazgichlardagi elektrolyuminessensiya hodisasini oʻrgangan Losev 90 ta turli materiallarni, asosan, kremniyli birikmalarni koʻrib chiqdi va 1939-yilda oʻzining kundaligida uch elektrodli sistema haqida qaydlar qoldirgan. Biroq, 2-jahon urushining boshlanib qolishi va 1942-yilda injenerning Leningrad qamalida halok boʻlishi tufayli, uning qilgan ishlari hozir yoʻqolib ketgan. Shu sababli, uning tranzistor yarata olgan yoki olmagani bizga nomaʼlum.